1. การติดไฟ
คุณสมบัติการติดไฟบ่งบอกถึงความสามารถในการติดเครื่องยนต์ที่อุณหภูมิต่ำ และการป้องกันการน็อคในเครื่องยนต์ระหว่างการ เผาไหม้เชื้อเพลิงภายในกระบอกสูบ ลักษณะการเผาไหม้ เช่น การเผาไหม้เร็ว การเผาไหม้จะมีประสิทธิภาพสูง เหล่านี้แสดงออกมาเป็นตัวเลข ของดัชนีซีเทน หรือ ซีเทนนัมเบอร์ ค่าซีเทนควรให้สูงพอกับความเร็วรอบของเครื่องยนต์ ซึ่งจะทำให้ติดเครื่องยนต์ง่ายไม่น็อค และประหยัดการใช้น้ำมัน
2. ความสะอาด
ความสะอาดเป็นคุณสมบัติที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งของน้ำมันดีเซล ซึ่งในน้ำมันดีเซลต้องมีความสะอาดทั้งก่อนและหลังการเผาไหม้ เช่น ต้องมีตะกอน น้ำ กากหรือเขม่าให้น้อยที่สุดเท่าที่จะทำได้ เนื่องจากระบบน้ำมันดีเซลจะต้องใช้ปั๊มน้ำมันและหัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง เพื่อช่วยในการเผาไหม้
3. การกระจายตัวเป็นฝอย
ความหนืดหรือความข้นใสจะเป็นตัวกำหนดลักษณะของการกระจายตัวของน้ำมันดีเซล ความหนืดที่พอเหมาะทำให้น้ำมันน้ำมัน กระจายเป็นฝอยดี ความหนืดของน้ำมันดีเซลยังมีผลต่อระบบการปั๊มน้ำมัน เพราะในขณะที่ปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิงเข้าสู่ห้องเผาไหม้ตัวน้ำมันก็จะทำหน้าที่หล่อลื่นลูกสูบปั๊มไปในตัวด้วย
4. อัตราการระเหยตัว
อัตราการระเหยตัว หมายถึง อัตราการระเหยตัว ของน้ำมันดีเซลมีผลต่อจุดเดือด จุดวาบไฟ และจุดติดไฟ
5. สี
โดยปกติน้ำมันดีเซลจะมีสีชาอ่อน แต่บางครั้งสีอาจเปลี่ยนไปบ้างเนื่องจากในกระบวนการกลั่นน้ำมันอาจใช้น้ำมันดิบจากแหล่งต่างกัน แต่คุณสมบัติในการเผาไหม้ยังคงเหมือนเดิม ทั้งนี้สีไม่ได้เป็นตัวสำคัญที่กำหนดคุณภาพน้ำมัน ผู้ประกอบการได้กำหนดมาตรฐาน สีที่มีค่าไม่เกิน 3 ซึ่งเป็นสีคล้ายสีชา สีของน้ำมันดีเซลอาจเข้มขึ้น หากเก็บไว้นานๆ แต่ในกรณีที่สีเปลี่ยนแปลงไปมาก เช่น เป็นสีเขียว หรือสีดำคล้ำ และจะควรตั้งข้อสังเกตว่าอาจจะมีการปลอมปนของน้ำมันก๊าด น้ำมันเตา หรือน้ำมันเครื่องที่ใช้แล้ว
6. ปริมาณกำมะถัน
ปริมาณกำมะถันในน้ำมันชนิดใดๆ ที่สูงเกินไปเป็น ไม่สิ่งที่ไม่พึงปรารถนา การกัดกร่อนของกำมะถันในน้ำมันมีด้วยกัน 2 ลักษณะ ลักษณะแรกเกิดจากการกัดกร่อนภายหลังการเผาไหม้ ของสารประกอบของกำมะถัน เมื่อถูกเผาไหม้ก็จะเกิดก๊าซซัลเฟอร์ออกไซด์ ซึ่งเมื่อรวมกับน้ำจะกลายเป็นสารละลายที่มีฤทธิ์เป็นกรด และจะทำการกัดกร่อนชิ้นส่วนต่าง ๆ ของเครื่องยนต์ได้ ลักษณะที่สอง เกิดจากกำมะถันในน้ำมันเชื้อเพลิง โดยตรง คือเมื่อน้ำมันจะกัดกร่อนชิ้นส่วนต่าง ๆ ของระบบหัวฉีดเครื่องยนต์ดีเซล กำมะถันในน้ำมันดีเซลจะมีมากหรือน้อยนั้นขึ้นอยู่กับชนิดของน้ำมันดิบและกระบวนการกลั่นที่ใช้ สารประกอบกำมะถันที่มีคุณสมบัติ กัดกร่อนจะอยู่ในรูปแบบต่างๆ เช่น เมอร์แคปแทน ไดซัลไฟด์หรือสารประกอบเฮเตอร์โรไซคลิก เช่น ไธโอเฟน (thiophen)
7. ความหนาแน่นและความข้นใส
ความข้นใสจะมีอิทธิพลต่อรูปร่างของละอองน้ำมันที่ฉีดออกจากหัวฉีด ถ้าน้ำมันมีความข้นใสสูง จะทำให้การฉีดเป็นฝอยละอองจะไม่ดีเท่าที่ควร เพราะละอองน้ำมันจะมีขนาดใหญ่และพุ่งเป็นสายไปไกล แทนที่จะกระจายพุ่งเป็นแบบฝอยเล็กๆ ทำให้น้ำมันรวมตัวกับอากาศไม่ดี การเผาไหม้จึงไม่สมบูรณ์และประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ลดน้อยลง แต่ถ้าน้ำมันดีเซลมีความเข้มข้นใสต่ำเกินไปจะทำให้การฉีดฝอยน้ำมันละเอียด แต่จะไม่พุ่งไปไกลเท่าที่ควร การเผาไหม้ก็จะไม่ดีและอาจจะทำให้เกิดมีการรั่วกลับในตัวปั๊มหัวฉีด ด้วยเหตุผลเช่นนี้เอง น้ำมันดีเซลหมุนเร็วโดยทั่วไป จะมีกำหนดค่าความข้นใสอยู่ระหว่าง 1.8-4.1 เซนติสโตก ที่อุณหภูมิ 40 องศาเซลเซียส